LAJE ALVEOLAR PROTENDIDA

Transcrição

1 LAJE ALVEOLAR PROTENDIDA 1. DEFINIÇÃO A Laje Alveolar é constituída de painéis de concreto protendido que possuem seção transversal com altura constante e alvéolos longitudinais, responsáveis pela redução do peso da peça. Estes painéis protendidos são produzidos em concreto de elevada resistência característica à compressão (f ck 45MPa) e com aços especiais para protensão, na largura de 124,5cm e nas alturas de 9, 12, 16, 20 e 25cm. A figura 1 ilustra uma seção transversal de um Painel Alveolar com a descrição das partes que o constituem. FACE SUPERIOR ALMA ALVÉOLOS ALTURA PERFIL LATERAL FACE INFERIOR LARGURA = 124,5cm Figura 1 - Seção Transversal do Painel Alveolar 2. VANTAGENS DA LAJE ALVEOLAR 2.1. FACILIDADE DE TRANSPORTE Os sistemas de lajes tradicionais exigem o recebimento, transporte e estocagem de diversos componentes da laje (vigotas, elementos de enchimento, armaduras e escoras). Para cada um dos componentes é necessário espaço para estocagem e translado do material do recebimento ao estoque e, do estoque ao local de utilização. Na Laje Alveolar, somente os painéis e eventualmente o aço para a malha de distribuição, deverão ser recebidos e descarregados com auxílio de guindaste, ou pela grua da própria obra, simplificando o recebimento, estoque e manuseio do produto SIMPLICIDADE E RAPIDEZ DE MONTAGEM Figura 2 Montagem da Laje Alveolar 1

2 O processo de montagem da laje alveolar é muito simples e repetitivo e o rendimento de uma equipe de montagem de três operários pode chegar, sem dificuldade, a 50m 2 /h, o que equivale a 400m 2 em 8 horas de trabalho. Concluída a montagem dos painéis alveolares, é possível o inicio imediato do preenchimento das juntas ou execução de capa de concreto, sem necessidade de qualquer escoramento dos painéis REDUÇÃO DE SERVIÇOS NA OBRA Os serviços de carpintaria, armação e revestimento, além do recebimento, estoque, transporte e manuseio de todos os materiais envolvidos nestas etapas, são eliminados quase que totalmente. Alguns detalhes de acabamento das lajes alveolares junto à estrutura podem ser executados, facilmente, por profissionais sem maior especialidade. Figura 3 Exemplo de montagem com redução de mão-de-obra 2.4. ELIMINAÇÃO DE CIMBRAMENTO Por ser auto-portante, a laje alveolar não utiliza escoramentos em sua montagem. Mesmo quando é necessária a utilização de capa de concreto, os painéis alveolares são capazes de resistir a estes carregamentos sem necessidade de qualquer escoramento POSSIBILIDADE DE ATINGIR MAIORES VÃOS CARREGAMENTO (KN/m 2 ) LAJE PRÉ-FABRICADA VIGOTAS TRELIÇADAS LAJE PRÉ-FABRICADA VIGOTAS PROTENDIDAS LAJE ALVEOLAR VÃO (m) Figura 4 - Gráfico comparativo do desempenho das Lajes Treliçada, Protendida e Alveolar, todas com altura de 16cm. A laje alveolar capaz de alcançar grandes vãos, mesmo com cargas de utilização elevadas. Se comparada a outros sistemas de lajes, a Laje Alveolar apresenta maior 2

3 leveza e menores deformações. A figura 4 ilustra o desempenho das Lajes Alveolares quando comparada a outros sistemas MAIOR QUALIDADE E CONFIABILIDADE A produção das lajes alveolares ocorre em instalações industriais modernas e providas de todos recursos necessários para garantir a qualidade do material. Desde o controle de materiais, posicionamento de armaduras e protensão, moldagem até a cura do concreto. A moldagem das placas é feita em modernos equipamentos que através de vibração enérgica permitem a utilização de concretos com baixa relação água/cimento e, ao mesmo tempo, produzindo um adensamento ideal ECONOMIA A redução de materiais e mão-de-obra para a execução e, principalmente, a redução acentuada dos prazos de execução torna a Laje Alveolar uma solução indispensável para obras com canteiros pequenos e prazos limitados. Figura 5 Acabamento inferior da laje Alveolar 3. COMPONENTES 3.1. PAINEL ALVEOLAR Os painéis alveolares são fabricados com largura padrão de 124,5cm e nas alturas de 9, 12, 16, 20 e 25cm. A partir de materiais cuidadosamente selecionados e utilizando centrais modernas que garantem excelentes condições de dosagem e mistura, produz-se um concreto com baixa relação água/cimento (a/c 0,3), que além da alta resistência à compressão, protege as armaduras com maior eficiência, graças a sua baixa porosidade. Para a protensão são utilizados fios e cordoalhas para concreto protendido, sendo que cada seção transversal é dimensionada (Altura do painel e armadura) de acordo com o vão e o carregamento a que a laje será solicitada. tabela abaixo, apresenta algumas propriedades geométricas das seções transversais dos painéis alveolares produzidos pela TATU PRÉ-MOLDADOS. 3

4 SEÇÃO TRANSVERSAL CARACTERÍSTICAS 9 Altura=9cm Peso-Próprio=1,50KN/m 2 I=5432cm 4 /m PAINEL LEVE Altura=12cm Peso-Próprio=2,10KN/m 2 I=13247cm 4 /m Altura=16cm Peso-Próprio=2,45KN/m 2 I=29178cm 4 /m Altura=20cm Peso-Próprio=2,80KN/m 2 I=52948cm 4 /m 25 Altura=25cm Peso-Próprio=3,20KN/m 2 I=95152cm 4 /m PAINEL PESADO Altura=20,5cm Peso-Próprio=2,90KN/m 2 I=58786cm 4 /m Altura=25cm Peso-Próprio=3,45KN/m 2 I=104210cm 4 /m Altura=30cm Peso-Próprio=4,00KN/m 2 I=175641cm 4 /m 4

5 3.2. JUNTA ENTRE PAINÉIS O preenchimento das juntas entre os painéis tem como objetivo a garantia de um funcionamento solidário das diversas placas que constituem uma Laje Alveolar, de modo a estabelecer uma colaboração entre elas e uma redistribuição de cargas das mais carregadas para as menos carregadas, além de fornecer o acabamento e a estanqueidade necessária. Figura 6 - Chave de cisalhamento entre dois painéis A Laje Alveolar é desenhada de modo que na união de duas placas apenas as faces inferiores entram em contato, onde existe um chanfro entre as peças para acabamento da face inferior. As faces superiores das placas ficam afastadas entre si, permitindo a passagem do concreto. Uma vez concretada, a junta entre as placas constitui uma chave de cisalhamento que solidariza o conjunto das placas (figura 6) CAPA DE COMPRESSÃO Figura 7 - Painéis solidarizados pela chave de cisalhamento A capa de concreto, necessária à execução de todas as lajes pré-fabricadas pode ser dispensada nas Lajes Alveolares. A área de concreto da seção transversal dos painéis pode ser suficiente para resistir às tensões de compressão e o monolitismo requerido para uniformizar a distribuição das cargas pode ser alcançado, simplesmente, com o preenchimento das juntas. Contudo, para as lajes de piso, é recomendada a utilização da capa de concreto para o nivelamento da superfície da laje e correção da contra-flecha decorrente da protensão dos painéis alveolares. A capa também permite o alojamento de armaduras necessárias à redistribuição de cargas concentradas, como é o caso das paredes apoiadas sobre a laje ARMADURAS PASSIVAS ARMADURA DE DISTRIBUIÇÃO Esta armadura é utilizada na capa de concreto e constituída por fios (CA60) ou barras (CA50) com área de aço mínima de 0,60cm 2 /m e contendo pelo menos 3 barras (ou fios) por metro. 5

6 CAPA DE CONCRETO MALHA DE DISTRIBUIÇÃO Figura 8 - Painéis solidarizados com capa de concreto e malha de distribuição Figura 9 - Painéis solidarizados com capa de concreto e malha de distribuição 6

7 4. PROJETANDO COM LAJES ALVEOLARES 4.1 VÃOS VÃO LIVRE (l 0 ) Distância entre as faces internas dos apoios de um tramo VÃO EFETIVO (l ef ) O vão efetivo ou teórico, que será utilizado para o dimensionamento das lajes préfabricadas protendidas pode ser calculado pela expressão: l ef = l 0 + a 1 + a 2 Onde: l 0 : vão livre a 1 : menor valor entre t 1 /2 e 0,3Ht a 2 : menor valor entre t 2 /2 e 0,3Ht (figura 4) Ht: altura total da laje Ht t Apoio de vão externo l t Apoio de vão intermediário Figura 10 Determinação do Vão Efetivo(l ef ) de uma laje Para os cálculos das lajes alveolares, o vão efetivo (l ef ) calculado pela expressão anterior não deve ultrapassar o Vão Máximo apresentado nas tabelas de pré-dimensionamento da TATU. 4.2 CARGAS NAS LAJES CARGAS ACIDENTAIS São cargas distribuídas sobre a laje, decorrentes da sua utilização. Cada edificação tem uma característica própria de ocupação de ambientes que resultam em carregamentos das lajes. A NBR6120, sugere as cargas acidentais mínimas que devem ser adotadas para diferentes edificações e seus ambientes e que estão apresentadas na tabela apresentada a seguir: 7

8 Bibliotecas Cinemas Clubes TABELA 1 Cargas Acidentais em Lajes Carga Local (KN/m 2 ) Sala de leitura 2,5 Sala com estantes de livros com 2,5KN/m 2 por metro de altura, sendo o valor mínimo: Platéia com assentos fixos 3,0 Estúdio e platéia com assentos móveis 4,0 Sanitários 2,0 Sala de refeições e assembléias com assentos fixos 3,0 Sala de assembléias com assentos móveis 4,0 Salão de danças e esportes 5,0 Sala de bilhar e sanitários 2,0 Edifícios Dormitórios, sala, copa, cozinha e banheiro 1,5 Residenciais Despensa, A.S. e lavanderia 2,0 Escolas Escritórios Anfiteatros com assentos fixos, corredores e salas de aula 3,0 Outras salas 2,0 Salas de uso geral e sanitários Forros Sem acesso a pessoas 0,5 Hospitais Dormitórios, enfermarias, sala de recuperação, cirurgia, raio X e banheiros Corredor 3,0 Lojas 4,0 Restaurantes 3,0 6,0 2, CARGAS PERMANENTES São cargas devido ao peso-próprio da estrutura, revestimentos, enchimentos, paredes, etc. Algumas delas estão indicadas na tabela abaixo: Rochas Revestimentos e concretos Madeiras Metais TABELA 2 Peso de alguns materiais de construção Peso específico ou aparente (KN/m 3 ) Granito 28,0 Mármore 28,0 Argamassa 20,0 Concreto simples 24,0 Concreto Armado 25,0 Pinho, cedro e cerejeira 6,0 Imbuia, mogno, 6,5 Jatobá, ipê-roxo e cabriúva-vermelha 9,6 Materiais Angico-preto e angelimvermelho 11,0 Aço 78,5 Alumínio 28,0 Bronze 85,0 Chumbo 114,0 Cobre 89,0 8

9 Eventualmente, estas cargas podem ser concentradas, como é o caso das cargas de paredes apoiadas diretamente sobre a laje e que, por este motivo, devem ser tratadas com especial atenção. REVEST. ARGAMASSA ESP.=20mm ESP. TABELA 3 Peso de algumas Alvenarias Esp. bloco REVEST. ARGAMASSA ESP.=20mm Alvenaria de vedação de tijolos maciços, com revestimento argamassado nas duas faces Peso (KN/m 2 ) 9 2,7 19 4,0 REVEST. ARGAMASSA ESP.=20mm ESP. REVEST. ARGAMASSA ESP.=20mm Alvenaria de vedação de tijolos cerâmicos de 8 furos, com revestimento argamassado nas duas faces 9 1,5 19 2,3 REVEST. PASTA GESSO ESP.=4mm REVEST. PASTA GESSO ESP.=4mm Alvenaria de vedação de blocos vazados de concreto, aparente ou revestida com pasta de gesso 7 1,3 9 1,4 11,5 1,5 14 1,7 19 2, PRÉ-DIMENSIONAMENTO DA LAJE Para que o projetista possa pré-dimensionar as lajes alveolares em seu projeto, a TATU elaborou um conjunto de tabelas, calculadas para lajes bi-apoiadas, que fornecem os vãos máximos (vãos efetivos) alcançados em cada tipo de painel com sobrecargas variando de 0,5 a 15,0KN/m 2 (50 a 1500Kgf/m 2 ), sem ou com colaboração do capeamento de concreto. As tabelas apresentam também os momentos resistentes últimos das diversas seções que poderão ser úteis na elaboração de bancos de dados de projetistas. Exemplo de utilização: Dimensionar uma laje que deverá ser usada para o estúdio de um cinema cujo piso receberá um revestimento (carga de revestimento de 1,0KN/m 2 ). O vão livre é de 6,80m e as vigas de apoio da laje têm 30cm de largura, conforme figura a seguir: cm 30 9

10 Solução: Determinando a Sobrecarga da Laje Tabela 1 Cinema estúdio Carga Acidental 4,0KN/m 2 Carga do revestimento do piso 1,0KN/m 2 Sobrecarga 5,0KN/m 2 Determinando o Vão efetivo da Laje l ef = l 0 + a 1 + a 2 Como ainda não sabemos qual deverá ser a altura total da laje, arbitramos uma altura total de 20cm. a 1 : menor valor entre t 1 /2 e 0,3Ht = 6cm a 2 : menor valor entre t 2 /2 e 0,3Ht = 6cm l ef = l 0 + a 1 + a 2 l ef = = 692cm* Consultando as Tabelas: A solução para o exemplo será a Laje PAT cuja altura total será de 20cm e pesopróprio de 3,51KN/m 2. * Caso a altura da laje seja maior que arbitrada inicialmente, o vão efetivo deverá ser recalculado para a nova altura. 10

11 LAJE ALVEOLAR PROTENDIDA Hp=9cm SOBRECARGA (KN/m 2 ) SEM CAPA DE CONCRETO Peso-Próprio = 1,50KN/m 2 Consumo de concreto = 2,0 litros/m 2 COM CAPA DE CONCRETO Peso-Próprio = 2,20KN/m 2 Consumo de concreto (C25) = 35,0 litros/m 2 1,45 VÃOS MÁXIMOS (cm) X CARREGAMENTO (KN/m 2 ) 2,15 PA PAT PAT PAT M.R.U. (KN.m/m) Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa 7,8 12,0 9,2 14,0 11,1 16,6 14,5 21,3 0, , , , , , , , , , , , , , , , , TABELA DE DIMENSIONAMENTO 11

12 SOBRECARGA (KN/m 2 ) LAJE ALVEOLAR PROTENDIDA Hp=12cm SEM CAPA DE CONCRETO Peso-Próprio = 2,20KN/m 2 Consumo de concreto = 4,0 litros/m 2 COM CAPA DE CONCRETO Peso-Próprio = 3,20KN/m 2 Consumo de concreto (C25) = 48,0 litros/m 2 2,1 VÃOS MÁXIMOS (cm) X CARREGAMENTO (KN/m 2 ) 3,05 PA PA PAT PAT M.R.U. (KN.m/m) Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa 28,8 41,0 37,4 52,5 45,7 63,0 45,7 63,0 0, , , , , , , , , , , , , , , , , TABELA DE DIMENSIONAMENTO 12

13 LAJE ALVEOLAR PROTENDIDA Hp=16cm SOBRECARGA (KN/m 2 ) SEM CAPA DE CONCRETO Peso-Próprio = 2,55KN/m 2 Consumo de concreto = 6,3 litros/m 2 COM CAPA DE CONCRETO Peso-Próprio = 3,51KN/m 2 Consumo de concreto (C25) = 50,3 litros/m 2 2,45 VÃOS MÁXIMOS (cm) X CARREGAMENTO (KN/m 2 ) 3,4 PA PA PA M.R.U. (KN.m/m) Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa 40,8 53,1 53,5 68,7 65,9 83,7 0, , , , , , , , , , , , , , , , , TABELA DE DIMENSIONAMENTO 13

14 LAJE ALVEOLAR PROTENDIDA Hp=20cm SOBRECARGA (KN/m 2 ) SEM CAPA DE CONCRETO Peso-Próprio = 2,80KN/m 2 Consumo de concreto = 8,5 litros/m 2 COM CAPA DE CONCRETO Peso-Próprio = 4,00 KN/m 2 Consumo de concreto (C25) = 63,5 litros/m 2 2,8 VÃOS MÁXIMOS (cm) X CARREGAMENTO (KN/m 2 ) 4 PA PA PA PA E M.R.U. (KN.m/m) Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa 52,8 68,5 69,6 89,3 86,0 109,3 95,0 120,2 0, , , , , , , , , , , , , , , , , TABELA DE DIMENSIONAMENTO 14

15 LAJE ALVEOLAR PROTENDIDA Hp=25cm SOBRECARGA (KN/m 2 ) SEM CAPA DE CONCRETO Peso-Próprio = 3,20KN/m 2 Consumo de concreto = 11,5 litros/m 2 COM CAPA DE CONCRETO Peso-Próprio = 4,40KN/m 2 Consumo de concreto (C25) = 66,5 litros/m 2 3,2 VÃOS MÁXIMOS (cm) X CARREGAMENTO (KN/m 2 ) 4,4 PA PA PA PA E M.R.U. (KN.m/m) Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa 67,8 83,4 89,5 109,2 111,0 134,4 122,7 147,9 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , TABELA DE DIMENSIONAMENTO 15

16 LAJE ALVEOLAR PROTENDIDA Hp=20cm PESADO SOBRECARGA (KN/m 2 ) SEM CAPA DE CONCRETO Peso-Próprio = 2,90KN/m 2 Consumo de concreto = 8,5 litros/m 2 COM CAPA DE CONCRETO Peso-Próprio = 4,10KN/m 2 Consumo de concreto (C25) = 50,5 litros/m 2 2,9 VÃOS MÁXIMOS (cm) X CARREGAMENTO (KN/m 2 ) 4,1 PE PE PE PE M.R.U. (KN.m/m) Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa 102,5 126,0 115,3 141,2 127,5 155,3 133,3 162,1 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , TABELA DE DIMENSIONAMENTO 16

17 LAJE ALVEOLAR PROTENDIDA Hp=25cm PESADO SOBRECARGA (KN/m 2 ) SEM CAPA DE CONCRETO Peso-Próprio = 3,45KN/m 2 Consumo de concreto = 11,5 litros/m 2 COM CAPA DE CONCRETO Peso-Próprio = 4,65KN/m 2 Consumo de concreto (C25) = 66,5 litros/m 2 3,45 VÃOS MÁXIMOS (cm) X CARREGAMENTO (KN/m 2 ) 4,65 PE PE E PE PE E M.R.U. (KN.m/m) Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa 132,4 160,9 142,0 171,7 172,8 207,3 181,9 217,1 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , TABELA DE DIMENSIONAMENTO 17

18 LAJE ALVEOLAR PROTENDIDA Hp=30cm PESADO SOBRECARGA (KN/m 2 ) SEM CAPA DE CONCRETO Peso-Próprio = 4,00KN/m 2 Consumo de concreto = 14,0 litros/m 2 COM CAPA DE CONCRETO Peso-Próprio = 5,20KN/m 2 Consumo de concreto (C25) = 70,0 litros/m 2 4 VÃOS MÁXIMOS (cm) X CARREGAMENTO (KN/m 2 ) 5,2 PE PE PE PE M.R.U. (KN.m/m) Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa Sem Capa Com Capa 165,6 194,8 216,9 252,0 236,7 275,0 256,1 297,2 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , TABELA DE DIMENSIONAMENTO 18